Uno studio rivela informazioni sui coronavirus del raffreddore comune

La pandemia di COVID-19, causata da un virus noto come SARS-CoV-2, ha riacceso l'interesse per la Proteina Spike di altri coronavirus, specialmente quelli che causano raffreddori leggeri nelle persone. Ci sono quattro coronavirus comuni che di solito portano a malattie lievi in individui sani, ma che a volte possono causare problemi di salute più gravi in chi ha condizioni preesistenti o un sistema immunitario indebolito. Questi coronavirus includono HCoV-NL63 e HCoV-229E del gruppo alfa, e HCoV-HKU1 e HCoV-OC43 del gruppo beta.

Questi coronavirus del raffreddore comune tendono a infettare le persone durante l'infanzia e possono ripresentarsi in seguito nella vita. Si diffondono ampiamente e seguono un modello di trasmissione che si ripete ogni due anni, con almeno un coronavirus alfa e uno beta che circolano ogni stagione. Gli studi mostrano che l'immunità a questi virus non dura a lungo, di solito circa un anno, il che spiega perché le reinfezioni siano comuni.

I ricercatori stanno esplorando diverse domande importanti relative all'immunità contro i coronavirus stagionali. Questi includono il ruolo degli anticorpi esistenti da infezioni passate nella protezione contro il COVID-19, come questi virus evitano le risposte immunitarie, l'efficacia degli anticorpi che neutralizzano vari ceppi e quanto dura l'immunità dopo l'infezione o la vaccinazione. Anche se la capacità degli anticorpi di legarsi a un virus non significa sempre che prevengano la malattia, gli anticorpi neutralizzanti, che bloccano il virus dall'entrare nelle cellule, sono più strettamente legati alla protezione contro la malattia.

#Proteina Spike e Ingresso del Virus

I coronavirus hanno una proteina spike che gioca un ruolo cruciale nella loro capacità di infettare le cellule. Questa proteina spike ha regioni specifiche che aiutano il virus ad attaccarsi alle cellule e ad entrarvi. La proteina spike è composta da due parti: le subunità S1 e S2. La subunità S1 ha una regione che si lega alla cellula, mentre la subunità S2 ha elementi necessari per la fusione del virus con la membrana cellulare.

Anche se ci sono alcuni sistemi per studiare come i coronavirus del raffreddore comune entrano nelle cellule, i meccanismi esatti di ingresso non sono completamente compresi. Per capire meglio, i ricercatori hanno creato cellule che possono esprimere i recettori che questi virus usano per entrare. Hanno poi esaminato cosa fosse necessario affinché le proteine spike dei coronavirus HCoV-NL63, 229E e HKU1 entrassero in queste cellule.

#Importanza dei Siti di Elaborazione della Furin

I ricercatori hanno esaminato una parte specifica della proteina spike chiamata sito di elaborazione della furin, che è essenziale per l'ingresso del virus nelle cellule. Le proteine spike di HCoV-NL63, 229E e HKU1 contengono varie configurazioni di questo sito. Alterando questi siti in laboratorio, sono stati in grado di vedere come queste modifiche influenzassero la capacità del virus di infettare le cellule.

#Risultati sull'Infettività

I pseudovirus creati da questi coronavirus hanno mostrato che le modifiche apportate al sito di elaborazione della furin hanno drasticamente influito sulla loro capacità di infettare le cellule. Ad esempio, se venivano apportate modifiche alla proteina spike di HCoV-NL63, l'infettività scendeva drasticamente. I ricercatori hanno scoperto che, sebbene le proteine spike potessero comunque subire alcune elaborazioni, alterare questi siti influenzava negativamente la loro capacità di entrare nelle cellule bersaglio.

Nel caso di HCoV-229E, esperimenti simili hanno mostrato che le modifiche al sito di elaborazione della furin causavano una riduzione significativa nella capacità del virus di infettare le cellule. D'altra parte, per HCoV-HKU1, le alterazioni ai siti di elaborazione della furin hanno portato a un'infettività maggiore, suggerendo che in questo caso potrebbe esserci un meccanismo diverso in gioco.

#Comprendere le Vie di Ingresso del Virus

Dopo aver capito come funzionano le proteine spike, i ricercatori hanno esaminato come questi virus entrano nelle cellule umane. Hanno esplorato i metodi di ingresso di HCoV-NL63, 229E e HKU1 utilizzando inibitori chimici che potevano bloccare determinate vie di ingresso.

#Metodo di Ingresso di HCoV-NL63

Per HCoV-NL63, i ricercatori hanno scoperto che il virus entra nelle cellule utilizzando una via endosomiale. Hanno confermato questo utilizzando inibitori che bloccavano questo percorso, riducendo i livelli di infezione. A differenza di SARS-CoV-2, che usa vie diverse, l'infezione da HCoV-NL63 non dipendeva da TMPRSS2, una proteina che aiuta alcuni virus a entrare nelle cellule.

#Metodo di Ingresso di HCoV-229E

Anche HCoV-229E seguiva una via endosomiale per entrare nelle cellule. In studi precedenti, era stato osservato che questo virus può utilizzare varie proteine per facilitare il suo ingresso, simile a quanto trovato nella ricerca attuale. Questo mostra un modello coerente in cui HCoV-229E utilizza la via endocitica per infettare le cellule.

#Metodo di Ingresso di HCoV-HKU1

HCoV-HKU1 ha presentato alcune scoperte interessanti. È stato trovato responsabile dell'infezione in cellule che esprimono TMPRSS2, ma simile a HCoV-NL63, è stata confermata la via endosomiale. In modo sorprendente, l'ingresso di HCoV-HKU1 non dipendeva dall'attività enzimatica di TMPRSS2, il che significa che mentre questa proteina è necessaria per l'ingresso, non ha bisogno di svolgere la sua funzione usuale.

#Ruolo di TMPRSS2 nell'Ingresso del Virus

TMPRSS2 è una proteina importante che aiuta vari virus a entrare nelle cellule. I ricercatori hanno esaminato se fosse essenziale per HCoV-HKU1 e la sua attività. Hanno trovato che TMPRSS2, che ha un dominio di attività e altre regioni, potrebbe aiutare HCoV-HKU1 a entrare senza necessitare della sua funzione enzimatica.

#Esperimenti con Varianti di TMPRSS2

Per approfondire, gli scienziati hanno creato variazioni di TMPRSS2 che avevano una funzione disabilitata o erano troncate. Quando queste sono state inserite nelle cellule, c'era comunque un livello notevole di ingresso del virus. Questo ha confermato che TMPRSS2 non è solo un aiuto, ma gioca un ruolo multifunzionale nell'intero processo.

#Comprendere il Legame della Proteina Spike

Per indagare come i virus si legano alle cellule, i ricercatori hanno esaminato se HCoV-HKU1 potesse interagire con entrambe le forme attive e inattive di TMPRSS2. I risultati hanno dimostrato che entrambe le forme potevano legarsi alla spike di HCoV-HKU1, rafforzando l'idea che le proteine spike possano fare affidamento su interazioni strutturali per un'infezione efficace.

#Conclusione

Lo studio ha approfondito i meccanismi con cui HCoV-NL63, 229E e HKU1 entrano nelle cellule. È emerso che, mentre coronavirus comuni come HCoV-NL63 e 229E seguono una via endosomiale, il loro ingresso si basa fortemente su caratteristiche specifiche delle loro proteine spike. Anche la via di ingresso di HCoV-HKU1 avviene attraverso vie endosomiali, ma in modo interessante non richiede le consuete funzioni catalitiche di TMPRSS2.

La ricerca sottolinea conoscenze essenziali che possono contribuire a capire come operano i coronavirus. Queste informazioni sono cruciali, specialmente durante pandemie come il COVID-19, poiché possono aiutare nello sviluppo di trattamenti e misure preventive. Saranno necessarie ulteriori ricerche in tipi di cellule più pertinenti e modelli di virus reali per delineare completamente le funzionalità di queste proteine e le vie di ingresso del virus.